Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
EVALUACIÓN Y COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES REOLÓGICAS Y
MECÁNICAS DE HÍBRIDOS DE HDPE/MMT
F. E. Monasterio (1) , E. Erdmann (1) , H. A. Destéfanis (1)
(1) Consejo de Investigaciones de la UNSa - CIUNSa Instituto de Investigaciones para la Industria Química (INIQUI)
- CONICET, Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Salta - Dirección: Buenos Aires 177 - 4400 - Salta -
ARGENTINA. e-mail: hdestefa@unsa.edu.ar
RESUMEN
En este trabajo se utilizaron arcillas tratadas con siloxanos como aditivos para polietileno de alta densidad
(HDPE). La arcilla empleada fue una montmorillonita sódica. Dado que la naturaleza química de estos
componentes es diferente se efectuó un primer tratamiento de la arcilla con sal de cloruro de
hexadeciltrimetilamonio y posteriormente se emplearon tres silanos con distintos grupos funcionales para
generar siloxanos de diferentes características y así poder modificar interlaminarmente la arcilla. Los
silanos empleados fueron: diclorodimetilsilano, diclorometilfenilsilano y diclorodifenilsilano. Tanto la
arcilla sin modificar como las modificadas se agregaron al polímero en estado fundido para obtener los
híbridos (HDPE/arcilla) finales. El objetivo fue analizar el efecto de la diferencia en la naturaleza química
de los modificadores de las arcillas en las propiedades mecánicas y reológicas de los polímeros finales.
Las propiedades mecánicas se midieron mediante ensayos de tracción de acuerdo a norma ASTM D882-91,
mientras que las propiedades reológicas se midieron en régimen oscilatorio en un reómetro de placas
paralelas en atmósfera de N2.
Se observaron similares tendencias entre |η*|, G’, G” con el límite de elasticidad (σy) y la deformación a la
rotura (εr) para los híbridos que contenían montmorillonita modificada con siloxanos. Esto es atribuible al
efecto de los siloxanos sobre las distintas fuerzas que interactúan en la interfase entre la arcilla y el HDPE,
afectando el comportamiento macroscópico de los materiales obtenidos.
Palabras clave: montmorillonita, HDPE, siloxanos, híbridos arcilla/polímero.
1. INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años se ha incrementado el interés en el estudio del comportamiento reológico de los
materiales poliméricos tanto por su importancia en el procesamiento como en la caracterización de los
mismos. Se ha observado que mediante este análisis se puede conocer el estado de dispersión de las
partículas y su interacción con el polímero cuando se estudian materiales con rellenos [1,2].
Esta información puede servir de ayuda para la interpretación de los resultados obtenidos al medir otras
propiedades [3]. La evaluación de las propiedades macroscópicas, como es el caso de las propiedades
mecánicas es de gran importancia en los materiales en general y los materiales poliméricos no son la
excepción. Los polímeros abarcan un gran campo de aplicación que se ha ido incrementando gracias a la
gran cantidad de modificaciones a las cuales son susceptibles. Recientemente ha cobrado importancia el uso
de rellenos de tamaño nanométrico para la modificación de dichas propiedades. Las propiedades del
nanocompuesto polimérico dependerán de la naturaleza del relleno y del polímero empleado, y del camino
de modificación adoptado [4].
En este trabajo se obtuvieron híbridos poliméricos a partir de la mezcla en estado fundido de HDPE y arcillas
modificadas interlaminarmente mediante la introducción de siloxanos con grupos funcionales de distinta
naturaleza. Se analizó el efecto de los modificadores empleados en el comportamiento final de los
compuestos obtenidos.
Se observó que la modificación superficial con los diferentes siloxanos disminuye el módulo elástico y la
viscosidad en los materiales finales. Esta disminución puede estar vinculada a un efecto de dilución,
provocado por el aumento de la distribución de pesos moleculares debido a la presencia de los oligómeros
sintetizados vía hidrólisis in situ en las arcillas.
A los fines de establecer un grado de vinculación entre las variables analizadas se calculó el coeficiente de
Pearson. De esta manera pudo comprobarse una fuerte relación entre las propiedades viscoelásticas lineales y
las propiedades mecánicas con excepción del módulo de Young.
1590